韋 訪，陳 耀，周榮幸，楊 凱

(1.廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，廣西 南寧 530023；2.廣西大錳錳業(yè)集團公司，廣西 南寧 530031)

南非錳礦資源豐富，主要集中于 Kalahari—Postmasburg 錳礦成礦帶上，該成礦帶位于南非北開普省西北部,分為北部 Kalahari 錳礦田及南部 Postmasburg 錳礦田[1]。Postmasburg 錳礦田北起塞申(Sishen)，南抵Postmasburg，南北長約55 km，東西寬約510 km，由東礦帶、西礦帶及兩礦帶交會處的混合帶組成。依托 Postmasburg 錳礦田Kapstewel 礦區(qū)的詳細調(diào)查工作，對該礦區(qū)的地質(zhì)特征進行分析，以便了解Postmasburg 錳礦田東礦帶的礦石類型及分布特征，同時對礦區(qū)主要控礦因素進行了闡述，為區(qū)內(nèi)地質(zhì)找礦工作提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

Postmasburg 錳礦田區(qū)域地層主要有元古界Transvaal超群Ghaap群Campbellrand亞群的Lime Acres組、Asbesheuwels亞群的Asbestos Hills組、Postmasburg群Voelwater亞群的Makganyene組和Ongeluk組、Gamagara組、Olifantshoek群的Mapedi組和第四系的Kalahari組等。地層總體傾向西，傾角10(°)～20(°)不等。區(qū)內(nèi)褶皺主要為軸向呈南北走向的“Maremane穹窿”，Maremane穹窿東西兩翼不對稱、東翼傾斜較緩，西側(cè)較陡，為縱斷層所切，背斜軸略呈凸面向東的弧形，凹面向西。Postmasburg 錳礦田區(qū)域地質(zhì)見圖1[2]。

圖1 Postmasburg 錳礦田區(qū)域地質(zhì)

根據(jù)礦體的分布和產(chǎn)出特征，可將Postmasburg 錳礦田分為東、西和混合帶3個礦帶[3-4]。3個成礦帶的礦化自西向東呈現(xiàn)漸變規(guī)律：西礦帶以含鐵型錳礦為主，東礦帶以富 Wolhaarkop 燧石角礫巖的多層氧化錳礦石為主，混合帶則兼具東、西2個礦帶的特征。Postmasburg錳礦田位置及礦帶分布見圖2[5]。

圖2 Postmasburg錳礦田位置及礦帶分布

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

Kapstewel礦區(qū)位于東礦帶的中—南部，作者根據(jù)在Kapstewel礦區(qū)的詳細調(diào)查結(jié)合前人研究成果，將礦區(qū)內(nèi)的地層自上而下劃分為8個巖性單元:①紫紅色、褐黃色中薄層夾厚層狀(泥質(zhì))砂巖夾硅質(zhì)巖、頁巖、薄層狀赤鐵礦，厚度5～15 m；②Ⅰ鐵礦層：鋼灰色、灰黑色鐵礦層，主要由薄層鐵質(zhì)硅質(zhì)巖—石英巖互層夾赤鐵礦層與鐵質(zhì)角礫巖組成，厚度10～40 m；③紫紅色、褐紅色、斑雜色含鐵錳含礫中薄層狀細粒石英砂巖，厚度3～5 m；④Ⅱ錳礦層：灰黑色、鋼灰色中厚—厚層狀、似層狀、塊狀錳礦夾角礫狀錳礦層，厚度5～10 m；⑤灰黑色、斑雜色、褐紅色，中厚層—塊狀細粒含錳角礫石英砂巖。該層發(fā)育透鏡狀、似層狀不連續(xù)錳礦體，錳礦體厚0.3～1 m不等，長0.5～2 m不等，厚10～20 m；⑥Ⅰ錳礦層：灰黑色、鋼灰色中厚—厚層狀角礫狀錳礦層夾塊狀錳礦層，厚3～5 m；⑦含錳角礫巖：紫紅色、褐紅色中—薄層狀中細粒含錳角礫巖，該層錳含量較低，一般<8%，總體上自下而上錳含量有所增加，錳礦物多呈膠結(jié)物分布。該層厚度變化較大，一般0.5～2 m；⑧灰黃色、青灰色中厚層中—細晶紋層狀藻白云巖。Postmasburg錳礦田Kapstewel、Bishop、Paling礦區(qū)巖性序列見圖3。

圖3 Postmasburg錳礦田Kapstewel、Bishop、Paling礦區(qū)巖性序列

綜上所述可知Kapstewel礦區(qū)盡管亦大致遵循“由頁巖—粉砂巖—細砂巖—礫巖等一套碎屑巖組合構(gòu)成了礦體的頂板”[6]地層序列，但相較與西礦帶Bishop、Paling礦區(qū)存在以下幾點差異：①Kapstewel礦區(qū)白云巖組之上存在與成礦密切的含錳角礫巖巖性段；②東礦帶Kapstewel礦區(qū)自下而上發(fā)育2層富錳礦層，鐵錳混合層發(fā)育不連續(xù)，上部發(fā)育厚大鐵礦層，西礦帶Bishop、Paling 礦區(qū)僅發(fā)育鐵錳混合礦層。說明Kapstewel礦區(qū)較早接受錳礦沉積，沉積時間較長，鐵錳沉積分異較充分[7]。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造較簡單，可分為上下構(gòu)造層，不同構(gòu)造層構(gòu)造形式有所不同。下構(gòu)造層(Lime Acres組)總體為一傾向東的單斜構(gòu)造，傾角平緩，在平原區(qū)巖層近于水平，在山嶺地段傾角略變陡，為5(°)～10(°)。上構(gòu)造層(Asbestos Hills組)總體上為傾向南東的單斜構(gòu)造，僅局部發(fā)育規(guī)模較小的小型褶皺及斷層，局部因下伏巖溶坍塌而使地層產(chǎn)狀混亂。下構(gòu)造層白云巖頂部與上覆地層接觸面古巖溶構(gòu)造發(fā)育是錳礦賦存的重要場所。

2.3 變質(zhì)作用

礦區(qū)內(nèi)主要為區(qū)域變質(zhì)作用，變質(zhì)程度較淺。石英砂巖中可見石英重結(jié)晶和變余結(jié)構(gòu)。礦質(zhì)沉積之后，在長期的變質(zhì)過程中，發(fā)生了重結(jié)晶作用，進而形成了微結(jié)核，出現(xiàn)了褐錳礦、方鐵錳礦和赤鐵礦等礦物微晶，有利于礦區(qū)內(nèi)富錳礦石的形成。

2.4 礦層(體)特征

Kapstewel礦區(qū)自下而上可分為錳礦層2層(編號Ⅰ～Ⅱ?qū)?，鐵礦層1層，錳礦層以Ⅱ礦層規(guī)模較大，Ⅰ礦層次之。南非Postmasburg錳礦田Kapstewel礦區(qū)地質(zhì)見圖4。

1 Lime Acres組白云巖；2 含錳角礫巖；3 Ⅰ錳礦層；4 含錳含礫石英砂巖；5 Ⅱ錳礦層；6 含鐵錳含礫石英砂巖；7 Ⅰ鐵礦層；8 砂巖夾硅質(zhì)巖、頁巖

1)Ⅰ礦層：分布于Asbestos Hills組下部，礦層底板為角礫巖，頂板為灰黃色含錳含礫石英砂巖。礦體厚一般3～5 m，最厚約8.0 m，最薄處約2.0 m，平均4.0 m。Mn品位一般15%～25%，最高可達30%以上，平均20%；Fe含量較低，一般低于10%，為3%～17%。

2)Ⅱ礦層：分布于Asbestos Hills組中部，剖面上位于Ⅰ礦層上方20～50 m。

3)Ⅰ鐵礦層：剖面上分布于Ⅱ錳礦層上部約20 m處，Ⅰ鐵礦層底板主要為紫紅色、斑雜色含鐵錳含礫石英砂巖，局部為不連續(xù)鐵錳混合層。頂板為紫紅色、褐黃色中薄層夾厚層狀(泥質(zhì))砂巖夾硅質(zhì)巖、頁巖、薄層狀赤鐵礦。礦層與上伏石英砂巖呈漸變過渡關(guān)系。礦層厚度較穩(wěn)定，一般10～40 m，最厚達50 m，平均20 m。Fe品位一般35%～55%，最高可達60%以上，平均45%。

2.5 礦石特征

Kapstewel礦區(qū)原生礦石可分為氧化錳礦石和氧化鐵礦石。氧化錳礦石呈層狀、似層狀、透鏡狀、角礫狀、塊狀，礦石以錳礦石為主，少部分為鐵錳礦石。錳礦石礦物主要有褐錳礦、方鐵錳礦、黑錳礦、硬錳礦及軟錳礦，鐵礦石礦物主要為赤鐵礦，含黏土礦物。

1)褐錳礦：黑、灰黑、棕黑至鋼灰色，半金屬光澤，晶體呈雙錐狀，通常呈粒狀、隱晶質(zhì)塊狀集合體。晶形不發(fā)育，一般小于0.01 mm，常與黑錳礦共生形成紋層狀構(gòu)造。紋層以褐錳礦為主，局部可見黃白色方鐵錳礦晶粒，粒徑約為0.002 mm。

2)方鐵錳礦：黑色、黃白色，金屬光澤，晶形為立方體或八面體，晶體常呈半自形粒狀，集合體呈粒狀產(chǎn)出。個別晶形發(fā)育較好，粒徑大于1 mm，常被黑錳礦交代，呈殘留的細紋狀或細紋帶狀定向分布。

3)黑錳礦：棕黑色，半金屬光澤，晶形不發(fā)育，常呈隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。多為粒狀集合體，中間可見其他礦物顆粒，有時見不規(guī)則雙晶，交代方鐵錳礦，或被硬錳礦交代。

4)硬錳礦：黑色，隱晶—微晶結(jié)構(gòu)，半金屬光澤，常為角礫狀構(gòu)造。集合體形狀不規(guī)則，與方鐵錳礦、黑錳礦等連生。

5)軟錳礦：灰黑色，金屬光澤。含量較少，多發(fā)育于晶洞中，呈柱狀晶簇，部分發(fā)育錐面，大小不等，多數(shù)小于1.5 mm，在晶洞邊部呈針狀、纖維狀交代方鐵錳礦。常見于錳染風(fēng)化泥巖中，晶形不發(fā)育，易染手。

6)赤鐵礦：紅褐色，鱗片狀結(jié)構(gòu)，風(fēng)化后常呈土狀。偶見雙錐狀巨晶，晶面縱紋發(fā)育，解理較為明顯，裂隙內(nèi)可見少量軟錳礦和黏土礦物。

3 控礦因素分析

Postmasburg礦田成礦規(guī)律與控礦因素，前人曾做過不少研究，并建立了多種成礦模式，但大都基于西礦帶的礦區(qū)地質(zhì)特征而總結(jié)提煉，對東礦帶的成礦規(guī)律與控礦因素研究較少。通過東礦帶Kapstewel礦區(qū)地質(zhì)特征的研究總結(jié)礦區(qū)的控礦因素主要有以下幾點。

1)下構(gòu)造層Lime Acres組白云巖受剝蝕發(fā)育的溶洞、溶溝為本區(qū)原生沉積錳礦、鐵礦提供了容礦控造[3-4]。

2)區(qū)域構(gòu)造Maremane隆起控制了Postmasburg礦田東、西礦帶和混合帶礦床的分布，也控制了Kapstewel礦區(qū)礦體形態(tài)的近南北向延伸、發(fā)育。

3)區(qū)域上多次的海侵—海退控制了多層錳礦與鐵礦的沉積與形成。

4)Asbestos Hills組的鐵質(zhì)建造為Kapstewel礦區(qū)提供了鐵、錳質(zhì)成礦物質(zhì)來源，同時后期石英砂巖、硅質(zhì)巖、泥質(zhì)粉砂巖的沉積對成礦后礦床的保存提供了保護作用。

4 結(jié) 語

Kapstewel礦區(qū)位于Postmasburg礦田東礦帶上，屬受變質(zhì)沉積礦床錳礦床，礦區(qū)地層、構(gòu)造相對簡單。礦區(qū)發(fā)育2層錳礦與1層鐵礦層，控礦因素主要為：①白云巖基底容礦；②Maremane隆起控制礦體展布；③海侵—海退制約鐵錳礦沉積形成厚度與層數(shù)；④鐵質(zhì)建造提供了礦區(qū)物質(zhì)來源，后期成巖為礦床保存提供保護作用。